Aluminium Lugtebatterye: Hoe werk hulle?
Batterye kan baie swaar wees. Hierdie nadeel verhinder batterye om as 'n energiebron in baie toepassings en toestelle te dien waar liggewig van kardinale belang is.
'n aluminium lugbatterij oorkom hierdie probleem. Dit gebruik lug as 'n katode, wat die gewig aansienlik verminder.
In 'n aluminium lugbatterij, word aluminium as 'n anode gebruik, en lug (die suurstof in die lug) as 'n katode. Dit lei tot 'n hoë energiedigtheid – d.w.s. energie wat per eenheid gewig van die batterij geproduseer word – in vergelyking met ander konvensionele batterye.
Grootliks word 'n aluminium lugbatterij egter nie kommersieel vervaardig nie, hoofsaaklik as gevolg van die hoë produksiekoste van die anode, sowel as korrosieprobleme by die aluminium anode as gevolg van die kooldiooks in die lug. As gevolg hiervan word die gebruik van hierdie batterij hoofsaaklik beperk tot militêre toepassings.
Die hoë energiedigtheid van 'n aluminium lugbatterij beteken dat dit 'n hoë potensiaal het om in elektriese voertuie gebruik te word.
Die maak van 'n aluminium lugbatterij is redelik eenvoudig – en kan met eenvoudige huishoudelike items gedoen word. Ons gaan 'n DIY (Do It Yourself) gids deurgee om 'n aluminium lugbatterij te maak.
Aluminium Lugbatterij Eksperiment
Vir die eksperimentele skepping benodig ons,
Aluminiumfolie.
Verstuurde oplossing van water en sout
Opblarende papier
Fyn houtskoolstof.
Twee klein stukke elektriese draad en
Een licht emissieve diode.
Prosedure vir die Maak van 'n Eenvoudige Aluminium Lugbatterij
Neem net 'n stuk aluminiumfolie en versprei dit op 'n tafel. In 'n pot maak 'n verstuurde oplossing van water en sout. Neem 'n stuk opblarende papier. Soak die stuk opblarende papier in die verstuurde soutoplossing.
Daarna neem die soaked stuk opblarende papier en versprei dit oor die aluminiumfolie. Sit nou 'n bietjie fyn houtskoolstof oor die opblarende papier. Nadat jy 'n ongeïsoleerde draadleiding in die houtskoolstof geplaas het, dek dit met 'n ander stuk soutoplossing-soaked opblarende papier van dieselfde grootte. Rol nou die hele ding strak sodat geen houtskoolstof direk die aluminiumfolie kan raak nie en die geïsoleerde deel van die draadleiding aan die een kant van die rol uitkom. Neem nou 'n ander draad en hek die ongeïsoleerde deel van die draad aan die aluminiumfolie. As ons nou 'n laagwaarde lig emissiewe diode (LED) met hierdie twee leidings (een van die houtskool en die ander van die aluminiumfolie) verbind en die rol met ons vingers druk, sal die LED glo.
Werkprinsipe van Aluminium Lugbatterij
Soos in die figuur regs, het 'n aluminium lugbatterij 'n lugkatode wat gemaak kan word van 'n silwerbasis-katalisator en dit help om CO2 te blokkeer om in die batterij te kom, maar dit laat O2 toe om in die elektroliet in te gaan. Dan reageer hierdie suurstof met H2O in KOH elektrolietoplossing, neem elektrone van die oplossing en skep OH– ionne. Hierdie ionne assosieer dan met die Al anode en skep Al(OH)3 en gee elektrone vry. Hierdie elektrone vloei dan van die luganode na die aluminiumkatode deur die eksterne sirkuit om die gebrek aan elektrone in die elektrolietoplossing as gevolg van die katodereductiereaksie te kompenseer.
Kemiese Reaksie van Aluminium Lugbatterij
Vier aluminium atome reageer met 3 suurstof molekules en 6 water molekules en produseer 4 aluminiumhydroxide
Aluminium Lugbatterij Vergelyking
Die anode oxidisering (half-reaksie),
Die katode reduksie (half-reaksie),
Totale reaksie,
Phinergy, 'n bekende Israëlse ontwikkelaarsmaatskappy, fokus op die gebruik van metaal-lugbatterye soos aluminium lugbatterye en sink lugbatterye. Die spesialiteit van metaal-lugbatterye is dat hulle suurstof van die omringende lug neem. Aluminium lugbatterye het 'n baie hoë energiedigtheid, so hoog as 300 Wh per pond aluminium. Sy kragdigtheid is ook baie hoog, ongeveer 30 Watt/lb.
Hierdie tipe batterij kan nie elektries herlaai word nie. Dit is in wezen 'n primêre batterij. Maar die moeilikheid van herlaai kan oorkom word deur 'n meganiese herlaai-proses. Meganiese herlaai van 'n aluminium lugsel word gedoen deur die aluminium-elektrode te vervang. In hierdie proses kan die batterij van 'n ontlade toestand teruggebring word na 'n volledig opgelaaide toestand.
Omdat dit hoë energie- en kragdigthede het, en meganiese herlaai-fasiliteite, is die aluminium lugbatterij moontlik die mees geskikte alternatief vir petroleumbrandstof vir motorvoertuie in die nabye toekoms. Hierdie batterye het ook 'n baie lae omgewingsimpak.
Die hoofnadeel van hierdie tegnologie is die reaksie van CO2 met aluminium. Aluminium word baie maklik deur korrosie getref as gevolg van die teenwoordigheid van CO2 in die lug. Hierdie probleem kan oorkom word deur 'n spesiale lug-elektrode in te voer wat CO2 kan verhoed om die aluminium vel te bereik. Phynergy het 'n lug-elektrode met 'n silwerbasis-katalisator ontwikkel en hierdie struktuur laat O2 in die aluminium vel in en verhoed CO2 om in te gaan.
Verklaring: Respekteer die oorspronklike, goeie artikels is die deel, indien daar inbreuk word gedaan kontak verwyder.
